Переход Европы к устойчивой энергетике и мобильности, закрепленный в инициативах Green Deal и REPowerEU, столкнулся с серьезной угрозой. В основе этого перехода лежат постоянные магниты – ключевые компоненты электромобилей, ветровых турбин и промышленных двигателей. Самые мощные из них сегодня создаются на основе редкоземельных элементов, таких как неодим, железо и бор. Их уникальные свойства обеспечивают высокую намагниченность и устойчивость к размагничиванию, что делает их незаменимыми.
Однако это технологическое преимущество сопряжено с растущими рисками. По прогнозам, к 2040 году мировой спрос на редкоземельные элементы для магнитов в электромобилях и ветроэнергетике, включая морскую ветроэнергетику, вырастет более чем в три раза. Добыча, переработка и производство таких магнитов сосредоточены в нескольких регионах мира и сильно зависят от геополитической обстановки. Это создает значительную экономическую уязвимость для Европы, чья промышленность в данной сфере пока не может конкурировать с Китаем без существенной государственной поддержки.
В качестве жизнеспособной альтернативы рассматривается комбинация магнитов, не содержащих редкоземельных элементов, с продуманной инженерией компонентов. Даже если такие магниты пока уступают по абсолютной мощности аналогам, их использование в переработанных двигателях и генераторах может значительно повысить устойчивость, снизить зависимость от рынка и укрепить промышленную стойкость Европы. Одними из самых многообещающих кандидатов являются магниты на основе алюминия, никеля, кобальта и железа, известные как AlNiCo. Важным преимуществом магнитов AlNiCo является их превосходная работа при высоких температурах – там, где неодимовые магниты начинают терять свои свойства, они сохраняют стабильность.
Для решения этой задачи был запущен европейский проект MagNEO, объединивший 16 партнеров из десяти стран. Его главная цель – разработать и внедрить передовые стратегии аддитивного производства, или 3D-печати, чтобы магниты AlNiCo могли заменить или дополнить традиционные. Такой подход позволяет сократить расход сырья по сравнению с классическим производством, создавать компоненты сложных форм и повторно использовать остатки материала после печати, что снижает количество отходов.
Проект MagNEO нацелен на применение новых магнитов в нескольких ключевых областях: автомобильные системы, низкоскоростные генераторы для ветряных турбин и электрические силовые установки для морских судов. При этом особое внимание уделяется созданию замкнутого цикла производства. Новая стратегия переработки включает прямое повторное использование отработанных порошков и магнитов с истекшим сроком службы путем их переплавки, а также непрямую переработку с помощью методов «зеленой химии» для избирательного извлечения ценных металлов, таких как кобальт и никель.
На пути к цели проекту предстоит преодолеть ряд сложных научно–технических проблем. Необходимо обеспечить структурную целостность напечатанных компонентов и сформировать правильную микроструктуру материала на наноуровне для достижения сильных магнитных свойств. Успех в этой области напрямую связан с разработкой двигателей и генераторов, которые будут использовать эти магниты. Развитие надежных процессов переработки укрепит материальную безопасность Европы, поддержит конкурентоспособность промышленности и снизит воздействие на окружающую среду, помогая построить более устойчивое будущее для магнитных технологий.